Introdução - Instituto de Engenharia Mecânica

Calendário 2015
UNIFEI
EME006 - Automação Industrial
Introdução
Aula 01
Semana 01 – 05/08
Semana 02 – 12/08
Semana 03 – 19/08
Semana 04 – 26/08
Semana 05 – 02/09
Semana 06 – 09/09
Semana 07 – 16/09
Semana 08 – 23/09
Semana 09 – 30/09
Semana 10 – 07/10
Semana 11 – 14/10
Semana 12 – 21/10
Semana 13 – 28/10
Semana 14 – 04/11
Semana 15 – 11/11
Semana 16 – 18/11
Semana 17 – 25/11
Semana 18 – 02/12
Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior
Objetivos da disciplina
•
•
Apresentar os principais conceitos
relacionados com a automação da
manufatura
Fornecer subsídios para que os alunos
possam participar da definição,
implantação, gerenciamento, operação
e avaliação de sistemas automatizados
Bibliografia Básica
• MECATRÔNICA ATUAL. São Paulo: Editora Saber; inicio de
circulação: out/2201. periodicidade bimestral.
• DORF, Richard C. ; KUSIAK, Andrew. Handbook of design,
manufacturing and automation. New York . 1994
• CAPELLI, Alexandre. Mecatrônica Industrial. Editora Saber.
São Paulo. 2002.
• GROOVER, M. P., Automation, Production Systems and
Computer Integrated Manufacturing, Prentice Hall, New Jersy,
1980.
• GROOVER, M. P. et al, CAD/CAM: Computer-Aided Design and
Manufacturing, Prentice Hall, New Jersy, 1984.
• RICH, E. KNIGHT, K., Inteligência Artificial, Makron Books, São
Paulo, 1993.
Bibliografia Básica
Engenharia de Produção
• DOEBELIN, E. O., Measurement Systems, McGraw-Hill, 4ª
Edição, 1990.
• BOLLMANN, A., Fundamentos da automação industrial
Gestão da
Qualidade
pneutrônica, ABHP, São Paulo, 1997.
• SILVEIRA, P. R., SANTOS, W. E., Automação e controle
discreto, Editora Érica, Ltda, São Paulo, 1998.
Engenharia
de Produção
• NATALE, Fernando. Automação Industrial. Editora Érica. 7º
edição. São Paulo. 2005
• GEORGINI, M., Automação Aplicada, Editora Érica, São
Paulo, 2000.
Planejamento
e Controle da
Produção
Finanças
Segurança
do Trabalho
Gestão
Ambiental
Processos
Engenharia de Produção
Compete à Engenharia de Produção o projeto, a
implantação, a operação, a melhoria e a manutenção
de sistemas produtivos integrados de bens e
serviços, envolvendo homens, materiais, tecnologia,
informação e energia. Compete ainda especificar,
prever e avaliar resultados obtidos destes sistemas
para a sociedade e o meio ambiente, recorrendo a
conhecimentos especializados da matemática,
física, ciências humanas e sociais, conjuntamente
com os princípios e métodos de análise e projeto da
Engenharia.
Mecanização
Uso de máquinas para substituir o
trabalho manual ou animal, e
também pode-se referir ao uso delas
para auxiliar uma operação humana.
Colheita de cana (manual)
Colheita de cana (mecanizada)
Automação
Exemplos
Sistemas implementados com
componentes mecânicos,
eletrônicos e lógicos capazes de
realizar tarefas controlando seu
próprio funcionamento, quase sem a
interferência do homem.
• Automação bancária;
• Automação de supermercados;
• Automação residencial;
• Automação da manufatura.
Automação bancária
Máquinas de contabilidade
Automação bancária
O Itaú adquiriu um IBM 360 em 1966
Setor de contabilidade
com máquinas perfuradoras (1957)
Automação Residencial
• Sistema de monitoramento e alarme
(invasão, incêndio etc.);
• Controle de acesso (portões automáticos,
senhas, impressão digital etc.);
• Sistemas de irrigação, iluminação,
cortinas, temperatura ambiente, bomba de
piscina etc.;
• Internet, som ambiente distribuído,
eletrodomésticos, central telefônica etc.
https://www.youtube.com/watch?v=eMIfkXyLCQo
https://www.youtube.com/watch?v=9dVagJwWzrY
Automação de Supermercados
• Cadastro de mercadorias, preços,
fornecedores e clientes;
Exemplos simples
• Controle de estoques;
• Luz da geladeira/luz de cortesia
dos carros;
• Pedidos e entregas;
• Iluminação pública;
• Contas a pagar/receber, apuração de
impostos;
• Chuveiro;
• Integração de equipamentos (caixas,
leitores de cartões, leitores de código de
barras, balanças, terminais de consulta
etc.).
• Torneira temporizada;
• Secador de mão.
Lâmpada de geladeira
Lâmpada de cortesia do carro
Iluminação pública (querosene)
Iluminação pública (elétrica)
Portão eletrônico
Portão eletrônico deslizante
Portão eletrônico basculante
Chuveiro elétrico
Chuveiro elétrico
Torneira temporizada
Torneira automática
Exemplo de automação
https://www.youtube.com/watch?v=Cnh1VyvbpJU de 09:26 até 10:58
Conceito de automação
https://www.youtube.com/watch?v=Cnh1VyvbpJU de 02:40 até 02:58
https://www.youtube.com/watch?v=jCv7u9TagmI
https://www.youtube.com/watch?v=QkCDg9GFOMg
Histórico da automação
600-200 AC Surgem as máquinas ferramentas;
Histórico da automação
1811-12
Movimento Luddite( tecnofobia), nascida na
Inglaterra, onde tecelões começaram a destruir as
máquinas modernas cuja implementação gerava
desemprego;
800-900
Produção em massa (Fenícios);
1306
Máquina de produção de pinos (Alemã);
1613
Serra lança os princípios da produção em massa;
1818
Whitney cria a fresadora (USA);
1760
Revolução Industrial (UK);
1855
Lawrence apresenta o torno revolver (USA);
1765
Principio da intercambialidade (França);
1864
Nasce a retífica cilíndrica (USA);
1774
Wilkinson: cria a mandriladora (UK);
1866
Spencer apresenta o torno automático (USA);
1778-84
Evans: cria um sistema automático para moer
grãos e peneirar farinha (USA);
1880-90
Surgem diversas máquinas dedicadas;
1913
Ford introduz a linha de montagem (USA);
1797
Maudsley: cria o torno mecânico (UK);
1921
Surge o termo Robot com Capek;
1800
È criado o Tear Jacquard (França);
1930
Patente do controle numérico (USA);
Histórico da automação
Histórico da automação
1945
Nasce a fresadora com CN (USA);
1966
EXAPT (Alemanha);
1946
A Ford implanta a primeira linha automática;
1967
DNC (UK);
1950
Primeira prensa completamente automática;
1967
CADAM (Lockheed –USA) CAD/CAM;
1950-60
Começa o processo de automação (USA);
1969
CAM (USA);
1952
Parsons: Fresadora de três eixos CN (USA);
1970
Patente do FMS;
1954
Devol: Patente do Robô industrial (USA);
1973
Harrington: surge a terminologia CIM (USA);
1958
Linguagem APT (USA);
1973
CAD 3D (Japão e UK);
1959
Robô com coordenadas polares (USA);
1980
Manuf. Autom. Protocol – MAP (GM – USA);
1960
Controle Adaptativo (Bendix Co – USA);
1980
CAE (SDRC – USA);
1962
CAD bi-dimensional (USA);
1989
Patente do CIM (AT&T – USA);
1963
Sutherland apresenta o Sketchpad (USA);
1991
Intel. Manuf. System – IMS (Japão, USA e CE);
Histórico da automação
• década 90
– instrumentos/componentes inteligentes
– sistemas distribuídos abertos
– substituição SDCDs monolíticos
– integração chão-de-fábrica com redes locais
de sistemas comerciais
Trabalho manual vai acabar?
• Tarefas que são tecnologicamente
difíceis de automatizar;
• Automação pode ser de alto custo;
• Há produtos com ciclo de vida curto;
• Há produtos personalizados;
• Há casos de demanda muito variável;
• Aguardar o mercado aceitar o produto.
Classificação
Rígida ou flexível
Processos contínuos ou
eventos discretos
Para execução ou para auxílio
Rígida
Flexível
Flexibilidade
Capacidade que um sistema
produtivo possui para se
adequar a mudanças, sem
deterioração significativa,
presente ou futura, de custos,
qualidade e tempos (SALERNO,
1991).
https://www.youtube.com/watch?v=KnX_ZwythHA de 5:57 até 7:06
Processo contínuo
As transformações ou variações são
regidas por leis físicas e as variáveis
podem ser relacionas entre si e/ou com
os resultados através de um modelo
matemático e/ou físico.
Processo discreto
Existe uma interdependência entre as
variáveis mas esta não podem ser
modeladas ou equacionadas.
Processos contínuos
Eventos discretos
A automação de sistemas constituídos
por processos discretos é comumente
denominada de
AUTOMAÇÃO DA MANUFATURA.
Manufatura
1- Trabalho manual. 2- Obra feita à mão.
3- Grande estabelecimento industrial;
fábrica, indústria. 4- Produto de
estabelecimento dessa espécie; artefato.
Para execução
Para auxílio
Ludismo: rebelião contra o futuro
"Possuímos informações de que você é um dos proprietários
desses detestáveis teares mecânicos e meus homens me
encarregaram de escrever-lhe, fazendo uma advertência para
que você se desfaça deles. Atente para que, se eles não
forem despachados até o final da próxima semana, enviarei
um dos meus tenentes com uns 300 homens para destruí-los.
Além disso, tome nota de que se você nos causar problemas
aumentaremos o seu infortúnio queimando o seu edifício,
reduzindo-o a cinzas. Se você tiver o atrevimento de disparar
contra os meus homens, eles têm ordem de assassiná-lo e de
queimar a sua casa. Assim, você terá a bondade de informar
aos seus vizinhos de que esperem o mesmo destino se os
seus tricotadores não forem rapidamente desativados."
General Ludd (março de 1812).
Quando automatizar?
Automatizar para:
• Aumentar a produtividade;
• Reduzir os custos de manufatura;
• Melhorar a qualidade do produto;
• Aumentar a flexibilidade;
• Diminuir o tempo de produção;
• Substituir o homem em trabalho
perigoso ou tedioso.
https://www.youtube.com/watch?v=bDkM0ux6H50 de 2:51 até 4:00 e de 13:20 até
14:54
Organização
Projeto
Gerência
Produção
Montagem
Qualidade
Armazenamento
Organização
Sopa de letras
CAPP
CAE
CAM
CAD
TG
CAQC
CIM
CAE
CAD
CAM
CAQC
CAI
CAT
CLP
CAPCP
CNC
CAP
TG
AMHSS
CAPP FMS
SDCD SCADA
IHM
CIM
AGV
RGV
AS/RS IA
Sopa de letras
AD/DA
SCARA
Sopa de letras
CAE
Computer-Aided Engineering
CAPP
Computer-Aided Process Planning
CAD
Computer-Aided Design
FMS
Flexible Manufacturing System
CAM
Computer-Aided Manufacturing
SDCD
Sistema Digital de Controle Distribuído
CAQC
Computer-Aided Quality Control
SCADA
Supervisory Control and Data Acquisition
CAI
Computer-Aided Inspection
IHM
Interface Homem-Máquina
CAT
Computer-Aided Testing
CIM
Computer-Integrated Manufacturing
CLP
Controlador Lógico Programável
AGV
Automatic Guided Vehicle
CAPCP
Computer-Aided Planning Control Production
AD/DA
Analógico/Digital e Digital/Analógico
CNC
Comando Numérico Computadorizado
RGV
Rail Guided Vehicle
CAP
Computer-Aided Production
AS/RS
Automated Storage/Retrieval System
TG
Tecnologia de Grupo
IA
Inteligência Artificial
AMHSS
Automated Material Handling and Storage Systems
SCARA
Selective Compliant Assembly Robot Arm
Estratégia para
automatizar: princípio USA
• Compreender o processo existente
(Understand);
• Simplificar/Otimizar o processo
(Simplify);
• Automatizar o processo (Automate).
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